Розрахунок балок і колон будівлі
15 Перевірка місцевої стійкості стінки Стінку балки необхідно укріплювати поперечними ребрами жорсткості, коли її умовна гнучкість () перевищує, у випадку нерухомого навантаження, і при рухомому навантажені. Відстань між ребрами жорсткості приймають не більше (допускається збільшувати ці відстані до за умови забезпечення місцевої стійкості стінки). Проектування балкової клітки Товщина сталевого… Читати ще >
Розрахунок балок і колон будівлі (реферат, курсова, диплом, контрольна)
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України Національний авіаційний університет КУРСОВИЙ ПРОЕКТ з дисципліни «Будівельні конструкції»
Виконав: студент МЕФ 401
Каретнік Вадим Перевірив: Яковенко І.А.
Київ 2012
Зміст
1. Розрахунок конструювання настилу
1.1 Проектування балкової клітки
1.2 Визначення товщини настилу
1.3 Розрахунок балки настилу
2. Розрахунок і конструювання головної балки
2.1 Розрахунок нормативного і розрахункового навантажень головної балки
2.2 Визначення навантаження зусиль отриманої сталі і підбір перерізу
2.3 Перевірка міцності на дотичні напруження
2.4 Перевірка місцевої стійкості стінки
3. Розрахунок і конструювання колони.
4. Підбір перерізу елементів за граничною гнучкістю.
5. Розрахунок оголовка колони
6. Розрахунок бази колони Початкові дані:
Довжина прольоту головних балок — l1=9m
Довжина прольоту балок настилу — l2=6m
Нормативне корисне навантаження — ;
Марка сталі балок та колони — 18Гсп Конструктивна висота колони — h=6м Клас бетону фундаменту — B20
Глибина закладення фундаменту — d=2.0м Умовний розрахунковий опір ґрунту основи — ;
Вертикальне навантаження на верхньому обрізі фундаменту — ;
Розміри ГПА — L=13м, В=7м
1. Розрахунок конструювання настилу
1.1 Проектування балкової клітки Товщина сталевого настилу залежить від довжинийого прольоту, величини нормативного навантаження, і граничного прогину, який визначають згідно таблиці 1.1.
Таблиця 1.1
l, м | 24 (12*) | 36 (24*) | ||||
* - для приміщень висотою до 6 метрів.
Для розрахунку настилу вирізаємо смужку шириною 1 м і розраховуємо її як балку на двох опорах .
З таблиці 1.1 обираємо граничний прогин, для балки довжиною 1 м.
Товщину настилу визначаємо з умови необхідної його жорсткості при значеннях
від 120 до 150 за формулою
— довжина прольоту настилу
— товщина настилу
а — крок балок настилу, приймаємо його 1 м.
де — коефіцієнт Пуассона.
1.2 Визначення товщини настилу Граничне відношення прольоту настилу до його ширини визначається за формулою:
Приймаємо товщину настилу згідно ГОСТ 82–70.
Знаючи розміри настилу, перевіряємо прогин і несучу здатність настилу.
Перевіряємо несучу здатність згідно з I групою граничних станів.
;
— площа поперечного перерізу смужки, яку ми розраховуємо.
— розрахунковий опір сталі ,
— коефіцієнт надійності по навантаженню.
— момент опору смужки.
Силу, що розтягує настил (розпір), визначають за формулою
-момент інерції
;
— згинальний момент балки
— сила Эйлера
.
отже умова міцності виконується.
Визначаємо граничний прогин настилу (згідно II групи граничних станів)
де
— граничний прогин настилу.
— балковий прогин настилу.
.
Отже умова жорсткості виконується.
Таким чином міцність і жорсткість настилу при його товщині 6 мм гарантована.
1.3 Розрахунок балки настилу.
Нормативне навантаження:
— навантаження від власної ваги настилу — об'ємна вага сталі.
Розрахункове навантаження:
— коефіцієнт надійності при тимчасовому навантаженні
— коефіцієнт надійності при постійному навантаженні
Розрахунковий згинаючий момент і поперечна сила:
З умови міцності балки по нормальним напруженням (1-ша група граничних станів) визначаємо потрібний момент опору перетину балки:
— розрахунковий опір сталі 18Гсп ГОСТ 23 570–79 за границею текучості;
— коефіцієнт надійності за робочих умов.
1) Перевірка міцності балки по нормальним напруженням (1-ша група граничних станів):
так що сила променя за умови:
2. Розрахунок і конструювання головної балки
2.1 Розрахунок нормативного і розрахункового навантажень головної балки Нормативне навантаження:
де
2.2 Визначення навантаження зусиль отриманої сталі і підбір перерізу Підбір перерізу балки:
Потрібна висота балки:
— мінімальна (з умови достатньої жорсткості балки):
(з умови мінімальної витрати сталі):
Потрібний момент опору перетину визначають з умови міцності по нормальним навантаженням:
Товщина стінки:
K=1.1
Розміри поясів балки назначаємо згідно потрібної площі перетину кожного поясу:
Ширина поясу:
Товщина поясу:
Площа поперечного перетину поясу:
Ми маємо пластини 200×30
Перевірка міцності балки по нормальним напруженням (1-ша група граничних станів, умова)
Геометричні характеристики перетину:
2.3 Перевірка міцності на дотичні напруження
1) Перевірка жорсткості балки (2-га група граничних станів):
0.0021<0.004
2) Перевірка місцевої стійкості:
3) 4<15 Перевірка місцевої стійкості стінки Стінку балки необхідно укріплювати поперечними ребрами жорсткості, коли її умовна гнучкість () перевищує, у випадку нерухомого навантаження, і при рухомому навантажені. Відстань між ребрами жорсткості приймають не більше (допускається збільшувати ці відстані до за умови забезпечення місцевої стійкості стінки).
Умовна гнучкість стінки:
3.034<3.5
Місцева стійкість забезпечена.
4) Конструкція ребер жорсткості
ширина товщина навантаження балка настил колона
3. Розрахунок і конструювання колони
3.1 Розрахункова схема колони Розрахункова висота колони:
A=l1*l2=66 m2
де залежить від способу закріплення бази і оголовка колони.
Розрахункове зусилля в колоні дорівнює двом реакціям опор головної балки з урахуванням навантаження від власної ваги (1% від навантаження, що передають балки)
3.2 Складання навантажень
4. Підбір перерізу елементів за граничною гнучкістю
В першому наближенні задаємось гнучкістю колони Коефіцієнт повздовжнього прогину .
Із умови стійкості стержня (І група граничних станів) визначаємо потрібну колону стержня:
д=Ry*гc
д=
Розрахунок геометричних параметрів колони:
===7.5см
потр.=
Breq=
Для стійкості перерізу умова повинна виконуватись H
Обираємо стінку Для фланців:
— умова гнучкості колони
7.75
Для стінок Отже, стійкість фланців і стін забезпечена.
Перевіримо стійкість колони (згідно I-ї групи граничних станів) Отже, стійкість колони забезпечена.
Конструкція ребер колони.
Ребра забезпечать колоні жорсткість та зменшать крутний момент при транспортуванні та встановленні.
Крок ребер жорсткості визначається за формулою:
Розміри ребер жорсткості:
Я обираю (згідно стандартів).
Товщина ребер визначається за формулою:
Згідно до стандартів найменше допустиме значення .
5. Розрахунок оголовка колони
1. Довжина оголовка колони визначається за формулою:
— найбільший розмір колони в перерізі.
Конструкція опорної плити Товщина опорної плити обирається в наступних межах:
Приймаємо
Розміри L і B повинні бути обрані так, щоб вони перевищували на 15−20мм секцію колони.
Конструкція вертикальних ребер
— ширина ребер
br=40 мм згідно ГОСТ 103–76
— товщина вертикальних ребер згідно ГОСТ 103–76
— висота вертикальних ребер
— катет зварного шва
n=4 кількість зварювань
()=12.6 кН/см2
Перевіряємо ребро і стійкість колони на міцність згідно I-ї групи граничних станів
26.05>13.26, в цьому випадку ми маємо збільшити товщину вертикального ребра b tr=25mm
Для колони
26.05>13.26 ми також збільшуємо товщину стінки до 25 мм.
11.46<13.26
Отже, оголовок колони задовольняє умови міцності.
6. Розрахунок бази колони
1. Площа опорної плити:
Розрахунковий опір бетону для бетону марки B20.
Приймаємо
— товщина траверси приймається в межах 10…16мм Проліт консолі плити: c = 40 -100 mm
Висота траверси визначається за формулою:
2. Розмір опорної плити визначається за формулою:
Для стійкості конструкції я обираю плиту розмірами 420×420мм.
1. Перевірка міцності фундаменту Приймаємо розмір верхнього зрізу фундаменту на 200…300мм більше розмірів плити та перевіряємо міцність бетону фундаменту
1.38<2.34
Отже, умова міцності бетону виконується.